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2.3 Potenciales de transferencia de fosfato

Para comparar el potencial de transferencia de fosforilos de los compuestos fosforilados se utilizan las energías libres estándar de hidrólisis. Al realizar estas comparaciones se observa que el ATP no es el único compuesto con un alto potencial de transferencia de fosforilos. De hecho, algunos compuestos de los seres vivos poseen un potencial de transferencia mayor que el ATP. Algunos de esto compuestos son el fosfoenolpiruvato (PEP), 1,3-bisfosfoglicerato y la creatina fosfato. Así, el PEP puede transferir un grupo fosforilo al ADP para formar ATP. Esta es una de las formas de producir ATP durante la degradación de los azucares. Resulta significativo que el ATP tenga un potencial de transferencia de fosforilos que es intermedio entre el de las moléculas biológicamente importantes. Esta posición intermedia capacita al ATP para funcionar eficientemente como transportador de grupos fosforilo.

La cantidad de ATP fosforilo disponible en el músculo asegura su capacidad de contracción durante menos de un segundo. La creatina fosfato en el musculo de los vertebrados es un reservorio de grupos fosforilo de alta energía que puede transferirse fácilmente al ATP. Cada vez que realizamos un ejercicio intenso utilizamos la creatina fosfato para regenerar el ATP a partir del ADP. La enzima creatina quinasa cataliza esta reacción:

Además del ATP existen otros compuestos con potenciales de transferencia de grupos fosfato significativamente mayores que el ATP, pero poseen influencias desestabilizadoras adicionales como son:

1. Acilfosfatos

El ácido 1,3-bisfosfoglicérico es un ejemplo de un acilfosfato. Su energía libre estándar de hidrólisis es de -11.8 kcal/mol. La tensión de enlace en el acil fosfato es un factor importante que contribuye a la gran energía libre estándar negativa de hidrólisis de este grupo de compuestos. Puede considerarse que elenlace C=O del grupo acil fosfato tiene un carácter polar considerable, debido a la tendencia de los electrones del doble enlace a aproximarse al oxígeno electronegativo.

2. Enolfosfatos

El elevado potencial de transferencia del grupo fosfato de los enolfosfatos, como el fosfoenolpiruvato, deriva de que el enol, producto de su hidrólisis, es menos estable que su tautómero ceto.

3. Fosfoguanidinas

Los elevados potenciales de transferencia de fosfato de las fosfoguanidinas, como la fosfocreatina y la fosfoarginina, son el resultado, en gran parte, de la competencia de resonancia en sus grupos guanidino, que son aún mas pronunciadas que en el grupo fosfato de los fosfoanhídridos.

Son 3 las funciones principales de –P que toman parte en la conservación o captura de la energía:

1. Fosforilación oxidativa

A pesar de que fue mencionada anteriormente en la formación de ATP, cabe señalar que es la fuente cuantitativa mayor de –P en los organismos aerobios. La energía libre para conducir este proceso procede de la oxidación de la cadena respiratoria dentro de las mitocondrias.

2. Glucólisis

Hay una formación neta de dos –P como resultado de la formación de lactato a partir de una molécula de glucosa, generadas en 2 reacciones catalizadas por la fosfoglicerato cinasa y la piruvatocinasa, respectivamente.

3. Ciclo de Krebs

En el ciclo se genera un –P directamente en el paso catalizado por la succiniltiocinasa.